(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221071239 9.0 (22)申请日 2022.06.22 (71)申请人 上海万舟通海 事技术有限公司 地址 200135 上海市浦东 新区金海路258 8 号1幢A区3层 申请人 上海舟翼机电设备有限公司 (72)发明人 廖远忠　李瑞厅　 (74)专利代理 机构 上海宏京知识产权代理事务 所(普通合伙) 31297 专利代理师 邓文武 (51)Int.Cl. H04L 67/12(2022.01) G16Y 40/10(2020.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种基于物联网的船舶能耗与碳排量监测 系统 (57)摘要 本发明提供一种基于物联网的船舶能耗与 碳排量监测系统， 包括： 传感器单元、 数据处理单 元和大数据处理单元； 所述传感器单元分别与数 据处理单元和大数据处理单元连接， 所述传感器 单元用于检测船舶航行的数据、 船舶设备工况的 数据和船舶上燃油存量的数据； 所述数据处理单 元与大数据处理单元连接； 本发明的有益效果 为： 传感器单元能够检测出船舶航行的数据、 船 舶设备工 况的数据和船舶上燃油存量的数据， 数 据处理单元能够处理船舶上燃油存量的数据， 大 数据处理单元可以应用大数据拟合和数据孪生 技术， 建立船舶处于不同状态和海 况以及主要机 电设备在不同工况下的燃油消耗与和CO2排放量 的数学模型， 从而可以精准测量和计算船舶能耗 和碳排量。 权利要求书1页 说明书5页 附图5页 CN 115277743 A 2022.11.01 CN 115277743 A 1.一种基于物联网的船舶能耗与碳排量监测系统， 其特征在于， 包括： 传感器单元、 数 据处理单元和大数据处理单元； 所述传感器单元分别与数据处理单元和大数据处理单元连接， 所述传感器单元用于检 测船舶航行的数据、 船舶设备工况的数据和船舶上燃油存量的数据； 所述数据处理单元与 大数据处理单元连接， 所述数据处理单元用于处理船舶上燃油存 量的数据， 并将处 理后的船舶上燃油存量的数据进行存 储并传输给 大数据处理单元； 所述大数据处理单元用于接收数据处理单元处理 的船舶上燃油存量的数据、 船舶航行 的数据和船舶设备工况 的数据， 并应用大数据拟合和数据孪生技术， 建立船舶处于不同状 态和海况以及主要机电设备在不 同工况下的燃油消耗与和CO2排放量的数学模型， 输出船 舶能耗、 碳 排量的计算结果和在线监测数据监控曲线。 2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的船舶能耗与碳排量监测系统， 其特征在于： 所述传感器单元包括船舶航海仪器模块、 船舶设备工况检测模块和船舶燃油舱柜监测模 块， 所述船舶航海仪器模块、 船舶设备工况检测模块和船舶燃油舱柜监测模块与数据 处理 模块连接； 所述船舶航海仪器模块用于检测船舶的行驶位置、 实时航速、 纵横倾角度、 船艏向和各 个时间水的流向、 流速和风向、 风速， 所述船舶设备工况检测模块用于监测船舶主要机电耗 油设备的工况， 所述船舶燃油舱柜监测模块用于检测船舶燃油沉清柜和日用柜内燃油的实 时液位值。 3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的船舶能耗与碳排量监测系统， 其特征在于： 所述船舶航海仪器模块包括： GPS、 计程仪、 倾斜仪、 风 向风速仪和雷达， 所述船舶设备工况 检测模块包括： 安装在船舶设备上的工况传感器， 所述船舶燃油舱柜监测模块包括： 液位传 感器和温度传感器。 4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的船舶能耗与碳排量监测系统， 其特征在于： 所述数据处理单元包括数据采集模块、 数据处理模块、 数据存储模块和数据传输模块， 所述 数据采集模块分别与传感器单元、 数据 处理模块和大数据 处理单元连接， 所述数据 处理模 块与数据存储模块连接， 所述数据存储模块与数据传输模块连接， 所述数据传输模块与大 数据处理单元连接； 所述数据采集模块用于采集传感器单元传递过来的数据， 所述数据处理模块用于处理 处理船舶上燃油存量的数据， 所述存储模块用于存储处理后的船舶上燃油存量的数据， 所 述数据传输模块用于将处 理后的船舶上燃油存量的数据传输给 大数据处理单元。 5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的船舶能耗与碳排量监测系统， 其特征在于： 所述大数据 处理单元包括岸基服务器， 所述岸基服务器与数据 处理单元连接， 且所述岸基 服务器与终端显示器连接， 所述岸基服务器用于计算船舶能耗和 碳排量， 且还生成在线监 测数据监控曲线， 且所述岸基服务器还用于将计算出 的船舶能耗、 碳排量和 生成的在线监 测数据监控曲线传输给终端显示器。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115277743 A 2一种基于物联网的船舶能耗与碳排量监测系统 技术领域 [0001]本发明涉及船舶能耗技术领域， 特别是涉及一种基于物联 网的船舶能耗与碳排量 监测系统。 背景技术 [0002]船舶的能耗是船舶经营的最大成本， 船舶的主机、 发电柴油机和锅炉， 绝大部份均 使用燃油， 航运是碳排放量巨大的行业， 船舶航线多变、 工况受海上环境影响复杂多变， 其 主要能耗设备工况亦随之波动， 船舶能耗与碳排放量精 准计量并实现在 线监测是难点； (1) 单证核算+人工测量统计法： 依据船舶 《加油单》 ， 人工测量计算填报的 《24小时设备运行时 间和油耗统计表》 ， 由船级社进行核算和统计船舶 年度燃油消耗和CO2排放量； (2)质量流量 计测量计算法： 在船舶主机、 发电机和锅炉的进回油管路上， 安装同精度质量流量计， 测量 各设备的实际燃油消耗量， 进而计算出船舶的CO2排放量； (3)尾气碳含量测量计算法： 在船 舶的主机、 发电机和锅炉的尾气排放管道上， 安装尾气CO2的浓度探测装置， 依据设定的设 备尾气流 量推算CO2排放量. [0003]船舶碳排放监测现有技术缺陷： (1)单证核算+人工测量 统计法存在缺陷： 船舶 《 加 油单》 与实际加装燃油的品种和数量之真实性无法有效印证， 船舶燃油舱柜众多， 结构复 杂， 在海上环境下， 人工无法精准测量计算燃油实际消耗量， 此种方法计算出的船舶碳排放 量受人为因素影响大， 不准确， 不具有的公信力； (2)质量流量计测量计算法存在缺陷： 质量 流量计在稳定的环境和 介质下， 可以精确测量计算出船舶的实际能耗与 CO2排放量， 并实现 在线监测， 实船效用试验结果是质量流量计， 无法适应船舶燃油温度、 粘度不稳定和安装环 境存在高频震动的问题， 其测量数据误差大、 波动率高， 无法实现船舶能耗与CO2排放量精 准计量和监控； (3)尾气碳含量测量计算法： 此方法移 植自陆上火力发电厂的动力装置碳放 监测技术， 因为船舶的动力 设备工况是多变的， 此技术难于应用在船舶能耗和碳排放监测 方面。 发明内容 [0004]鉴于以上所述现有技术的缺点， 本发明的目的在于提供一种基于物联网的船舶能 耗与碳排量监测系统， 用于解决现有技术中因测量数据误差大导致测量结果不准确的问 题。 [0005]本发明提供一种基于物联 网的船舶能耗与碳排量监测系统， 包括： 传感器单元、 数 据处理单元和大数据处理单元； 所述传感器单元分别与数据处理单元和大数据处理单元连 接， 所述传感器单元用于检测船舶航行 的数据、 船舶设备工况的数据和船舶上燃油存量的 数据； 所述数据 处理单元与大数据 处理单元连接， 所述数据 处理单元用于处理船舶上燃油 存量的数据， 并将处理后的船舶上燃油存量的数据进行存储并传输给大数据 处理单元； 所 述大数据处理单元用于接收数据处理单元 处理的船舶上燃油存量的数据、 船舶航行的数据 和船舶设备工况 的数据， 并应用大数据拟合和数据孪生技术， 建立船舶处于不同状态和海说　明　书 1/5 页 3 CN 115277743 A 3